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1、第一节探索遗传物质的过程学习目标知识概览(教师用书独具)1分析肺炎双球菌体内、体外转化实验的过程和结论。(重点)2掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论。(重难点)3理解DNA是主要的遗传物质的实验思路及结论。(重点)4掌握DNA的提取原理、过程和鉴定原理。(重点)自 主 预 习探 新 知一、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌的类型和特点种类项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体有无毒性有无2.格里菲思实验(1)实验过程及现象(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种物质，能将部分无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌，且这种性状的转化是可以遗传的。3艾弗里实验(1)实验思路：设法将S型细
2、菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地去观察各自的作用。(2)实验过程 (3)艾弗里实验的分析使R型细菌转化为S型细菌并不需要S型细菌的完整细胞。构成S型活细菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使R型细菌转化为S型细菌，并具有了致病性。(4)实验结论DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。二、噬菌体侵染细菌实验及DNA是主要遗传物质1噬菌体侵染细菌实验(1)T2噬菌体结构特点：营寄生生活，在宿主细胞外不能(填“能”或“不能”)进行独立代谢；在亲代噬菌体DNA作用下，利用宿主细胞的物质合成自身的DNA和蛋白质。(2)实验方法：
3、放射性同位素标记法。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。(3)实验过程(4)实验分析T2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在细菌体外，注入大肠杆菌体内的物质是DNA，而且大肠杆菌裂解时释放出来的噬菌体与侵染大肠杆菌的一样。(5)实验结论：遗传物质是DNA。2RNA是遗传物质的证据(1)烟草花叶病毒的实验烟草花叶病毒结构实验过程结论：RNA起着控制性状的作用，而不是蛋白质；即RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(2)TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验实验过程重建病毒烟草HRV的病斑HRV重建病毒烟草TMV的病斑TMV结论：在只含有RNA而不含
4、有DNA的病毒中，遗传物质是RNA。3人类的探索结论DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物的遗传物质是RNA。4DNA的粗提取与鉴定(1)提取DNADNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为0.14_mol/L时，DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。DNA不溶于乙醇溶液，细胞中的某些物质可以溶于乙醇溶液，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA。(2)DNA的鉴定DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL二苯胺试剂，沸水浴中加热5 min，溶液变
5、成蓝色。基础自测1判断对错(1)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。()(2)将S型细菌的DNA加入R型细菌的培养基中，培养基中只会出现S型细菌落。()(3)32P标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的。()(4)合成子代噬菌体的DNA和蛋白质所需的原料全部来自大肠杆菌。()(5)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的增大而增大。()提示：(1)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质。(2)将S型细菌的DNA加入R型细菌的培养基中，培养基中既出现R型细菌也出现S型细菌。(3)噬菌体营寄生生活，需寄生在寄主细胞中。(4)(5)
6、NaCl的物质的量的浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最低，大于或低于该浓度时，DNA的溶解度均增大。2下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是()【导学号：01632113】A格里菲思实验中R型肺炎双球菌都转化为S型B格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质D格里菲思实验中R型肺炎双球菌部分转化为S型，A选项错误；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA，B选项错误；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DN
7、A复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体，C选项错误；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D选项正确。3从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验中，不可能出现的结果是()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中的病毒类型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A实验B实验C实验 D实验C烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传
8、特性是由RNA决定的，实验组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA，所以分离出的病毒类型应该是b型。合 作 探 究攻 重 难肺炎双球菌的转化实验背景材料思考交流1该实验中自变量是什么？提示：加入的酶。2该实验中，能产生S型细菌的有哪些？提示：实验一、三能产生S型细菌。3该实验能得出什么结论？提示：只有DNA酶能使DNA分解。1肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事细菌培养在小鼠体内体外培养基实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分的作用进行对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细
9、菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质巧妙构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系所用材料相同，选用S型和R型肺炎双球菌；体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；两实验都遵循对照原则、单一变量原则；两实验目的是探究遗传物质的成分。2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状
10、。(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。特别提醒：肺炎双球菌转化实验的三点提醒(1)并非所有的R型细菌都发生转化：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。(2)格里菲思的体内转化实验仅说明加热杀死的S型细菌内含有“转化因子”，而没有证明“转化因子”的本质，只有艾弗里的体外转化实验才证明了“转化因子”是DNA。(3)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死：S型细菌的DNA进入R型细菌体内，在S型细菌DNA控制下，利用R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质等
11、，从而组装成了具有毒性的S型细菌。典例通关某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型细菌的DNADNA酶加入R型细菌注射入小鼠R型细菌的DNADNA酶加入S型细菌注射入小鼠R型细菌DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注射入小鼠S型细菌DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A存活，存活，存活，死亡B存活，死亡，存活，死亡C死亡，死亡，存活，存活 D存活，死亡，存活，存活技巧点拨S型细菌使小鼠死亡，S型细菌可以是自身遗传的，也可以是R型细菌转化而来的。D中S型细菌DNA已被DNA酶分解，小鼠存活；中R型细菌的DNA已被DNA
12、酶降解，但加入S型细菌，小鼠死亡；高温加热后，细菌被杀灭，小鼠存活；中S型细菌DNA已经被DNA酶分解，高温杀灭细菌，小鼠存活。(1)中有R型细菌和S型细菌的DNA，为什么R型细菌未转化为S型细菌？提示：中R型细菌经过高温加热已经死亡，无法转化。(2)若改为S型细菌的DNA高温加热后冷却加入R型细菌注射入小鼠，小鼠生活状况是怎样的？提示：死亡，因为DNA高温加热冷却后仍具有活性，可促使R型细菌转化为S型细菌。活学活用1格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，下列关于此实验的结论不正确的是 () 【导学号：01632114】A说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB说明了R型活细菌在一定
13、条件下能够转化为S型细菌C说明了R型活细菌是无毒性的D说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的A格里菲思的实验证明了加热杀死的S型细菌能促进R型细菌转化成S型细菌，没有证明DNA是遗传物质。2艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知()实验组号接种菌型加入S型细菌的物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质C第组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。第组实验说明
14、DNA与R型细菌转化为S型细菌有关，第组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。题后反思：两个转化实验的两个不同(1)方法不同：格里菲思是利用肺炎双球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎双球菌进行体外转化实验。(2)结论不同：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“遗传物质”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“遗传物质”是DNA。噬菌体侵染细菌实验及DNA是主要遗传物质背景材料下图是噬菌体侵染细菌的全过程思考交流1噬菌体侵染细菌时进入细菌细胞的物质是什么？提示：DNA。2合成子代噬菌体的蛋白质和DNA时所需原料来自哪里？提示：来自细菌细胞。3用35S标记噬菌体应如何操作？提示：先用含35S的氨基酸的培养基培养细菌，然后用噬菌体侵染细菌。4能否同时用35S和32P标记噬菌体？提示：不能。无法区分放射性是来自DNA还是蛋白质。1噬菌体侵染细菌实验分析
